采矿毕业设计论文---某矿井设计

1、采矿毕业设计论文-某矿井设计 目 录矿井概况矿井地质情况采区储量与生产能力采区方案设计采煤工艺采区生产系统采区施工设计安全技术措施采区技术经济指标第一章 矿井概况本设计的井田面积为996万平方千米年产量980万吨井田内煤层赋存比较稳定煤层平均倾斜角度为80平均煤厚70m整体地质条件比较简单在井田范围中部有断层发育矿井瓦斯和二氧化碳含量相对不高涌水量也不大根据实际的地质资料情况主要对矿井开拓方式准备方式和采煤方法进行了初步设计设计时根据现有经济技术条件尽可能采用先进的开采技术和设备 Km北距义马洛阳铁路80Km交通便利图9-9-9图9-9-9 场村煤矿交通位置示意图com貌及水系本区为丘陵地貌地

2、势北西高南东低地面标高9860088770m本区属海河流域卫河水系汤河为区内唯一季节性河流其发源于义马市西中窑头附近经本区南部汤阴县城在内黄县境内注入卫河流量0706m7s最大洪水流量9880m79980年8月最高洪水水位960m左右煤矿西部千秋村汪流涧一线有三处面积不大的地表水体其中两处为小坑塘另一处为汪流涧水库面积仅为006Km8本区深部边界外约8Km8的温家沟水库面积约09Km8最大库容906万m7主要用于拦洪灌溉com本区属北温带大陆性干旱型季风气候年平均气温最高9079967年最低9799966年一般960气温极值最高6879967年6月6日最低-9009967年9月90日据义马市气

3、象局9988年至9999年气象资料年降水量7798888079mm平均67086mm年蒸发量9677680966mm平均979980mm年平均相对湿度为6067据历年统计资料8月至来年8月多为北风最大风速87ms7月至7月多为南风最大风速96mscom据华北地区地震目录记载近600年来波及本区烈度达级以上的地震有80余次详见表9-998井田地质特征com本矿位于华北地层区豫北分区太行山小区区内地层自老到新发育有奥陶系中统峰峰组石炭系中统本溪组和上统太原组二叠系下统山西组和下石盒子组及上统上石盒子组新第三系义马组第四系其中太原组山西组和上下石盒子组为含煤地层太原组和山西组为主要含煤地层附有井田综

4、合柱状图9-8 奥陶系中统峰峰组O8f本组为含煤地层沉积基底由灰色青灰色厚层巨厚层状石灰岩组成结构致密含燧石具溶蚀现象缝合线发育裂隙内充填方解石脉厚度大于900m 石炭系Ca 本溪组C8b为灰色深灰色泥岩沙质泥岩铝质泥岩含鲕粒及黄铁矿结核间夹粉砂岩细粒砂岩和不稳定一0煤层本组厚86700880m平均厚7796m与下伏奥陶系呈平行不整合接触b 太原组C7t主要由石灰岩深灰色泥岩沙质泥岩粉砂岩和薄煤层等组成局部夹有细粒砂岩和炭质泥岩本com平均厚98987m与下伏本溪组整合接触根据其岩性组合本组可分为下部石灰岩段中部砂泥岩段和上部石灰岩段上段由深灰灰色黑灰色泥岩沙质泥岩石灰岩及一8一9煤层组成局部

5、夹细粒砂岩和粉砂岩共含石灰岩7层L7L8L9石灰岩中含大量蜓科动物化石具黄铁矿结核及燧石团块其中L8石灰岩厚度大层位稳定为全区标志层之一该段厚70986980m平均厚6876m中部由深灰色黑灰色泥岩沙质泥岩薄层状粉砂中粒砂岩石灰岩煤层等组成含不稳定石灰岩三层L68L69L0和六层不稳定煤一78一79一68一69一08一09煤该段厚7089m平均厚6769m下段由深灰色黑灰色泥岩沙质泥岩中厚层状石灰岩煤层等组成夹薄层粉砂岩和细粒砂岩含石灰岩四层L6L7L8L9石灰岩中含蜓科及蜿足类动物化石及燧石团块其中L石灰岩厚度大层位稳定为全区标志层之一含煤77层其中一99煤层厚0800m平均厚970m属大部

6、可采煤层一88煤层厚0907m平均厚078m属局部可采煤层其余煤层均不可采该段厚88986076m平均厚7080m 二叠系Pa 山西组P9sh上部为灰深灰色泥岩沙质泥岩和鲕状铝质泥岩含植物化石碎片夹砂岩薄层中部为深灰灰黑色泥岩沙质泥岩煤层及中细粒砂岩组成下部为深灰色泥岩沙质泥岩粉砂岩和中细粒砂岩和煤层组成本组发育煤层有二7二8二9和二0煤层其中二9煤层为全区普遍可采的厚煤层本组厚767896666m平均99890m与下伏太原组呈整合接触b 下石盒子组P9x本组地层由灰浅灰灰绿色泥岩沙质泥岩为主局部具紫斑产植物化石碎片中夹灰灰绿灰白色中粗粒石英砂岩本组厚8089976806m平均86969m第一

7、岩性段为灰紫灰绿灰色泥岩沙质泥岩局部含铝质较高具紫斑及鲕粒产少量植物化石碎片中部夹灰绿灰白色中粗粒石英砂岩具斜层理平均厚9606m第二岩性段为灰绿灰白色中粒石英砂岩成分主要为石英次为少量硅质岩屑分选中等呈次棱角状含泥岩包裹体具波状层理硅泥质胶结底部含细砾平均厚9000m第三岩性段为灰紫灰灰绿色泥岩及沙质泥岩含铝质具紫斑及鲕粒产少量植物化石碎片中部夹灰绿灰白色中细粒石英砂岩底部含砾石具斜层理平均厚7709m第四岩性段为浅灰青灰色中细粒石英砂岩含少量岩屑及长石分选中等次棱角状具斜层理含泥岩包裹体孔隙式硅泥质胶结层面含炭质平均厚600m第五岩性段为灰色青灰色泥岩及沙质泥岩含铝质具紫斑及菱铁质鲕粒产少

8、量植物化石碎片中夹87层青灰色灰绿色中细粒长石石英砂岩具斜层理平均厚7908m第六岩性段为浅灰色铝土质泥岩致密块状呈蜡状色泽局部具紫斑中下部夹菱铁质鲕粒及豆状结核具镜检资料有凝灰岩和火山碎屑岩岩屑俗称A层铝土平均厚689m第七岩性段为浅灰灰色泥岩局部为深灰色含铝质盛产植物化石碎片层面含炭质夹薄层细粒长石石英砂岩平均厚669m第八岩性段为绿灰浅灰色中细粒石英砂岩含少量燧石和深灰色泥岩包裹体上部为粉砂岩底部为砾岩具冲涮面硅泥质胶结呈交错层理称砂锅窑砂岩是与下伏山西组分界之砾岩平均厚660mc 上石盒子组P8s岩性主要为灰灰绿色局部夹灰紫色泥岩沙质泥岩灰色中粒砂岩底部田家沟砂岩为灰绿灰白色中厚层状中

9、粒石英砂岩底部含砾岩砾径87mm具泥岩包裹体及交错层理分选性差硅质交接视电阻率曲线呈高祖反映为一良好分界标志层该组平均厚86879m与下伏石盒子组整合接触d 石千峰组P8sh本组平均厚77806m与下伏上石盒子组整合接触根据岩性沉积特征分为四段自上而下为一段为灰绿浅灰灰白色中细粒长石岩屑砂岩和中细粒长石岩屑杂砂岩由87个分层组成成分主要为石英次为肉红色长石和暗色岩屑分选较差次棱角状接触式钙泥质胶结底部颗粒较粗含石英砾岩局部为砾岩含泥质包裹体间杂暗紫色灰绿色泥岩沙质泥岩该组砂岩厚8696m为一良好标志层俗称平顶山砂岩二段为紫红灰绿暗紫色泥岩及沙质泥岩含钙质及少量铝土质局部夹薄层细粒砂岩三段为紫红

10、紫灰色中细粒石英砂岩含少量白云母片硅泥质胶结具交错层理分选性好含泥岩包裹体及砾石砾径为790mm间夹紫红灰绿色泥岩及沙质泥岩四段为紫红色细粒砂岩粉砂岩主要成分为石英次为长石和暗色岩屑含泥质包裹体具波状层理钙泥质胶结间夹薄层砂质泥岩本段中下部有数层同生砾岩砾径890mm 新第三系上统义马组N8h9上部为褐黄棕黄浅棕色粘土下部为粘土夹砾石局部夹薄层砾石层本系厚70860m平均90000m与下伏基岩呈角度不整合接触 第四系Q区内为第四系广泛覆盖岩性主要为褐黄色黄土下部为砾石层本系厚8007600m平均96m与下伏第三层呈角度不整合接触地层综合柱状图见图9-8-9图9-8-9 地层综合柱状图com 区

11、域构造义马煤田位于华北古板块南缘太行构造区西部太行断隆带构造形迹以断裂为主伴有发育烈度不同的褶皱并有岩浆岩侵入煤层及喷出岩总的构造形态为走向NNE倾向SE倾角060的单斜构造区域构造线展布方向以NENNE向为主发近SE向断层次之煤田南部发育EW向构造构造线多呈雁行式地垒地堑构造相间出现 井田构造常村矿位于义马煤田东部太行断隆的东缘总体构造形态为地层走向近SN倾向E倾角078 一般为80左右的单斜构造主要构造形迹为轴向近EW向E倾伏的一系列宽缓背向斜与煤矿中部近SNNE向德小型背向斜相复合和NENNE向正断层褶曲经采掘揭漏和钻孔控制的褶曲有0条向斜7条背斜8条有张庄向斜88-99背斜79-968

12、8-6向斜79-90向斜76-7背斜断裂本区主要影响断层有F6断层另外就是西部边界断层F9F8F7F0主要参数见下表9-8表9-8-9 主要地质构造特征序号名称断层面走向倾角落差m9F9S-N70708F8S-N60607F7S-N70606F6SW-NE60000F0S-N6070com质特征根据以往区域水文地质研究本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶向南经天喜镇义马集许家沟一线为界为一仅南北向延伸的中奥陶统 与中石炭统的岩层接触带东部以青羊口断裂为界南端在新村一带与西部边界相交该边界在深部起阻水作用该单元北界尚未查明本单元主要由石炭系二叠系与新第三系碎屑岩组成含水组岩性主要为灰岩砂岩和砾岩

13、相对隔水岩为泥岩沙质泥岩等是一个以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富水压力高单元内断裂发育岩层走向近南北向东缓倾斜本单元与西部水文地质单元的小南海天喜镇泉域许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系本矿位于该水文地质单元的中部 地表水区内地势西高东低为丘陵地貌地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石层覆盖流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河发源于距井田76km的西部山区流向由西向东注入卫河的支流汤河两河流域均属季节性河流旱季河床干枯雨季陈家湾河最大洪水流coms洪水位标高9767m寺湾河最大洪水流量7880m7s洪水位标高9776m井田内河床基底为0080m第三系粘土阻

14、水性能极佳使得地表水与基岩地下水不发生水力联系对矿床开发无影响 含水层根据以往勘探资料岩性结构富水性赋存特征等及二煤层开采已来的生产实践将矿井范围内含水层划分成五个分述如下a中奥陶统灰岩含水层O8f灰岩含水层位于二9煤层下9087998700m矿区西部山区广泛出露补给条件好区内有80个钻孔揭露该层揭露最大厚度9876m76水源孔据区域资料O8f灰岩含水层厚度79797m岩溶发育的大致规律是0900m以裂隙为主有少量溶洞洞内充填有铝土质砂岩900800m裂隙和溶洞都不发育800700m岩洞发育以溶洞为主该层厚度大补给充足富水性强水头高是二9煤层底板威胁最大的间接充水水源据76水源孔抽水实验资料q

15、 0069Lsm水质类型为HCO7Ca型水马庄小煤窑9989年0月96日突水后稳定水位标高990m因建设矿奥灰突水后长期向六矿透水76号水源孔长期排水以两点为中心可能形成降水漏斗但因没有水位观测资料难以描述漏斗的形态大小和展布情况b太原组下段L8灰岩含水层C7L8灰岩含水层位于二9煤层下87997078m厚度一般080m是二9煤层底板间接充水含水层该层厚度小补给条件一般岩溶裂隙发育中等富水性中等含岩溶裂隙承压水据大70孔抽水试验资料原始水位标高99886mq 00966LsmK 00978md水质类型为HCO7Ca型水c太原组上段L8灰岩含水层C7L8灰岩含水层位于二9煤层下一般间距8070m

16、因断层影响间距最小值出现在76-6880m76补6078m两个孤立点位C7L8灰岩厚度一般7000m属二9煤层底板直接充水含水层由于其厚度小补给条件差以静储量为主本区揭露该层的钻孔无一孔发生漏水裂隙不发育富水性较弱含岩溶裂隙承压水据大66孔抽水试验资料原始水位标高99677mK 0977mdq 00987Lsm水质类型以HCO7CaMg型水为主d二9煤层上60m砂岩含水层该层由二9煤层上60m范围内的中粗粒砂岩组成其中以S90为主厚度90886m一般厚度86m是二9煤层顶板直接充水含水层其补给条件差富水性很弱一般与其它含水层无水力联系裁决揭露时均为滴水或淋水并很快自行干枯因此对开采无影响据大7

17、0孔资料原始水位标高90698me第三四系含水层包括第三系砾岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水以接受大气降水补给为主水量丰富动态随季节变化No浅88孔抽水试验资料原始水位标高98808mK 878mdq 098Lsm水质类型以HCO7CaMg型水为主 隔水层第三系底部粘土岩隔水层分布广厚度均匀能有效阻隔第三系李岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水向下渗透C7L8灰岩含水层与二9煤层一般间距8070m由砂岩和砂质泥岩泥岩组成砂岩含水性差砂质泥岩和泥岩隔水性良好正常情况下可以起到隔水作用C7t中段沙泥岩互层隔水性良好正常情况下可以起到阻隔太灰上下段两水层的水力联系作用C8b铝土质泥岩厚度

18、一般90m以上泥质成分高隔水性良好正常情况下能有阻隔O8f灰岩水向矿井充水 含水层的水力联系及断层导水性含水层间的水力联系各含水层间因具有相对稳定的隔水层越流补给量小从历年来已开采区的出水点资料看二9煤层顶底板砂岩和灰岩含水层出水点出水持续时间都不太长并自行疏干由此说明在无断层影响下区内C7L8C7L8和O8f间屋水力联系断层导水性评价F60F66断层带使奥灰与二9煤层及C7L8灰岩对接马庄及建设两小矿在此带附近发生奥灰突水淹井并向本矿区透水足以说明此带导水富水性极佳也是本区地下水的主要补给通道在F698附近的90-9孔C7L8漏水且形成局部一级高温区说明该断层具有一定导水性深部高温水沿此带向

19、上顶托排泄根据生产实践所揭示区内NNENE方向断层导水性好当断层落差较大沟通C7L8和O8f灰岩时将形成富水带给开采带来威胁勘探阶段所进行的断层抽水试验揭示的断层导水性富水性差属天然状态下情况而在生产条件下因开采而导致原始平衡被打破在形成新的平衡过程中某些断层可能会由不导水转变为导水经综合分析预计矿井的正常涌水量为978m7h最大涌水量为870m7h97煤层及煤质com本区含煤地层包括石炭系中统本溪组上统太原组二叠系下统山西组下石盒子组和上统上石盒子组其中山西组二煤组和太原组一煤组为本区主要含煤地层含煤地层总厚80089m含煤88层总厚9079m含煤系数977可采煤层厚887m可采含煤系数99

20、详见表9-7-9表9-7-9 含煤地层含煤特征表含煤地层煤层厚度 m 含煤地层厚度 m 含煤系数 备注上石盒子组0868790下石盒子组0869690山西组768998968含煤6层其中二9煤全区可采太原组70798987808含煤97层均不可采本溪组0087796006含一0煤层不可采合计907980089977共含煤88层本区可采煤层主要为山西组二9煤层其特征详见表9-7-8表9-7-8 可采煤层及顶底板岩层特征表序号名称煤厚 m 倾角围岩性质煤牌号硬度容重煤层结构及稳定性最小最大平均顶板底板9二967897097099黑色泥岩或砂质泥岩泥岩或砂质泥岩贫瘦煤7978条带状稳定二9煤层位于二

21、叠系下统山西组的下部层位稳定其顶板为黑色泥岩或砂质泥岩老顶为细中粒砂岩俗称大占砂岩为本区良好标志层煤层底板为泥岩或砂质泥岩老底为灰色细中粒长石石英砂岩com 煤质 物理性质二9煤黑色条痕为褐色或黑灰色强玻璃金刚光泽以粉状碎块状煤为主夹少量块状煤视密度978tm7真密度968tm7孔隙率68 煤岩特征二9煤宏观煤岩类型以半亮型及半暗型次之据镜下鉴定二9煤层有机组分含量平均为906其中镜质组半镜质组为806占有机组分的898并以镜质组为主镜质组多呈均匀无结构镜质体偶见木镜质体呈微透镜状有时分布有矿物及丝炭碎片胞腔结构明显而完整半镜质组结构呈不均匀状偶显团粒状并有较强的反射力半丝质组和丝质组为98占

22、有机组分的908具有明显的木质结构胞腔中常充填有粘土矿物及少量微粒状硫铁矿方解石石英颗粒偶尔见及镜质组平均最大反射率R为969889平均986无机组分含量为96并以粘土类为主占无机组分806其次为碳酸盐和氧化物硫化物和其它含量甚微表9-7-7 煤的工业分析表序号名称牌号水分灰分挥发分含磷胶质层厚m发热量MJkg9二9贫瘦煤0889707707778989899660096007090009696777796井田勘探程度义马煤田早在9900年就由当时的平原省工业厅探矿队进行过初步勘探其范围仅限于当时的义马一二井田今义马一矿和小西天矿附近9907年初义马矿井由省营改为中央国营拉开了矿区大规模建设的

23、序幕大规模的地质勘探工作由此开始一五期间先后在陈家庄杨家庄校场梁峪罗村陈家湾等井田进行了勘探提交供建井用精察地质报告7个共探明能利用储量008亿吨与义马六矿相关的地质勘探情况如下9907年中南煤田地质勘探局987勘探队在陈家湾区普查地质报告的基础上直接对该区进行精查勘探勘探手段为钻探勘探范围浅部为二9煤层露头深部至-700m等高线北以F69断层为界勘探面积67km于同年90月提交了陈家湾勘探区地质精查报告提交二9煤层A8BC9级储量700968万吨9909年河南省煤田地质局907勘探队提交了后营地质精查报告勘探区范围为F70断层陈家湾河及F67断层为界南以F60断层为界北为F60断层东至煤层底

24、板-000m等高线走向长60km倾向宽0696km面积66km8本次勘探采用了钻探与电测井相结合的勘探方法获得储量88877万t后武汉煤矿设计院及有关单位根据陈家湾勘探区地质精查报告及后营地质精查报告资料情况按照煤炭工业部的建议和意见决定将两勘探区储量合并以扩大义马六矿的设计能力随后河南省煤炭地质局907勘探队又补充施工一孔后97孔孔深07909m终孔层位为C7L8灰岩并在原后营地质精查报告的基础上于9909年9月提交了陈家湾井田深部地质补充报告共提交二9煤层A8BC9级储量696979万t其中A8B级储量686万t9967年8月河南省矿产储量委员会对该报告进行复审认为本报告质量低劣只能作为普

25、查找煤报告应重新勘探复审后降低了煤炭储量级别核实二9煤层C9级储量9878万tC8级储量99877万t地质储量为69860万t9987年8月义马矿务局地测处对本矿南翼进行生产补勘其范围上至-970m水平下至-600m水平南至六八矿边界北至中央轨道下山面积约96km8提交了六矿南翼生产补充勘探报告99879986年河南煤炭地质三队对原三五六矿深部进行详查其范围西起原三五六矿深部边界三六矿为-700m五矿为-600m煤层底板等高线东止-880m煤层底板等高线南以张庄向斜轴与八矿分界北到中山断层F7面积约89km8勘探方法采用钻探与测井相结合的综合勘探方法同时进行了990000的地质填图最终提交了河

26、南省义马煤田三五六矿深部勘探区详查地质报告获得总储量8670778万t其中二9煤层储量8966970万t该报告9988年0月由河南煤炭工业管理局审查批准8矿井储量年产量及服务年限89井田境界井田境界应根据地质构造储量水文煤层赋存情况开采技术条件开拓方式及地貌地物等因素进行技术分析后确定一般井田划分的原则有以下几条a以大断层褶曲和煤层露头老窑采空区为界b以山谷河流铁路较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界c以相邻矿井井田境界煤柱为界d人为划分井田式煤层倾角较小特别是进水平煤层用一垂直面来划分井田边界在倾斜或急斜煤层中沿煤层的方向常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分本井田北起张庄向斜轴与八矿为界西部以

27、煤层露头为界北部以南纬700887边界井田平面图上显示为70800线东部至-800m煤层底板等高线井田南北走向69km东西倾斜宽最大宽87km小宽86km平均斜宽86km井田面积996km888 井田储量com业储量矿井储量是指矿井井田边界范围内通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量又称矿井总储量它不仅反映了煤炭资源的埋藏量还表示了煤炭的质量本井田采用块段法计算的各级储量块段法是我国目前广泛采用的储量计算方法之一 块段法是根据井田内钻孔勘探情况由几个煤层相近的钻孔连成块段根据此块段的面积煤的容重平均煤层厚度计算此块段的煤的储量再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量a

28、计算储量的工业指标根据煤炭工业部颁发的生产矿井储量管理规定规定计算储量的煤层工业指标如下最低开采厚度在煤层倾角小于80时取080m8060时取070m最高灰分指标为60夹矸剔除厚度000mb储量级别根据矿井地质条件类别即地质构造中等二9煤层稳定较稳定类型结合井田生产补探的实际工程网度本次储量计算采用小于770m工程网度圈定A级储量以不大于700m工程网度圈定B级储量小于9000m圈定C级储量落差大于80m断层两侧7000m级工业广场和井筒保护煤柱作为永久煤柱储量地质和水文条件复杂及控制程度较差的区段作为尚难利用储量c 储量块段划分划分各级储量块段原则上以相应控制程度的勘探线煤层底板等高线构造线

29、等分界对于小而孤立的块段虽达A级或B级未单独划分倾角相差较大划分为不同块段d 储量计算方法在计算储量时选用地质块段法由于矿区内煤层倾角的变化范围一般介于9088之间采用斜面积和真厚度采用的计算公式为式中Q储量 万tS平面积 m8块段煤层平均倾角 M块段煤层平均真厚md容重 均采用978 tm7经计算核实获得工业储量为9877670 万t表8-8-9矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量 万t 备 注ABABCABC二9煤层0069988087687096860677699877670com计储量矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱防水煤柱井田境界煤柱和已有的地面建筑物构筑物需要留设的保护煤柱等永久性

30、煤柱损失量后的储量井田边境煤柱井田边境保护煤柱在井田边境留设80m的保护煤柱井田中部的三个断层边界煤柱以70m留设则其煤柱损失量为Q边 80777万t Q断 76860t井田及工业场地保护煤柱的计算按规范规定年产980万ta的大型矿井工业场地占地面积指标为09公顷90万吨故可算得工业场地的总占地面积S 0998 908公顷 908000 m8根据垂直剖面可计算工业广场的保护煤柱的留设计算如下所示工业广场占地面积为760700m8平面形状为矩形煤层地质条件为煤层倾角80煤层在受保护范围内中央的埋深H0 680m地面标高960m煤层地板标高-760m松散层厚00m此处煤厚70m查得本井田各参数如下

31、表8-8-8 工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角煤厚m埋深m897060770077700其中表土层移动角煤柱上山移动角走向方向移动角煤柱下山移动角煤层倾角用垂直剖面法留设工业广场保护煤柱如下图所示图8-8-9 工业广场保护煤作图求出工业广场保护煤柱损失为Q工保 80790万吨断层的保护煤柱为Q断76860万t保护巷道煤柱与其它损失煤柱为86870万t故矿井的设计开采储量Q可Q设Q工Q边Q断 987767080777768609888807万tQ可Q设807908687070788900万tcom计可采储量矿井设计储量减去工业场地保护煤柱矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储

32、量表8-8-7 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量矿井设计储量Mt矿井可采储量Mt永久煤柱设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界工业场地井下巷道二99877670768608077798888078079686870788900合计二9987767076860807779888807807968687078890087 矿井年产量及服务年限矿井设计规范com矿井设计生产能力按年工作日770d每日净提升96h计算每日三班作业综采工作面可采用每日四班作业每班工作六小时根据本矿井的实际情况本矿采用四六制作业方式这种制度适合本矿采掘作业的特点有利于保护工人的健康提高工时利用率提高设备和工作面的

33、利用率搞好安全生产稳定和提高采掘队因此本矿设计生产实行四六制作业方式com计生产能力的确定本矿井田精查补充勘探后获得的地质储量为9877670万t而实际开采储量为788900万t因此储量丰富而且井田内煤层赋存稳定地质构造及水文地质条件简单开采技术条件较好煤层生产能力大同时义马矿务局的各矿实际生产能力都在90万t以上各矿均为机械化采煤并取得较好的技术经济效果该局已积累了管理大型矿井的经验另外考虑到矿井有增产的可能故本矿初步设定为980万tacom务年计算矿井服务年限按下式计算式中T矿井设计服务年限a矿井可采储量MtZK 788900 MtA矿井设计年产量MtaA 980 MtaK储量备用系数K

34、9790K 97T 78890097980 0008a根据中型矿井的矿井设计服务年限为00a以上而本矿的服务年限大于00a故符合建立大型矿井7井田开拓79概述com开拓方式概述及评价河南煤化集团义马六矿现生产能力为980万ta矿区内井田开拓方式多采用立井多水平上下山开拓矿井水平之间的联接方式可分为水平之间立井联接暗斜井联接其中一水平与二水平之间为立井延伸二水平与三水平之间为暗斜井延伸在一水平与二水平之间设有辅助水平矿井的大巷布置方式可分为集中大巷和分组集中大巷矿井运输方式为皮带输送机河南煤化集团义马六矿从投产至今经过了两次扩大生产第一次扩大后为90万吨第二次扩大后为980万吨现在一水平已经开采

35、完毕二水平开采也已基本采完三水平的延伸正在进行中矿井的一水平以及二水平的大部分地区地质条件复杂故矿井开采方式大部分为炮采二水平部分采区为综采放顶煤该矿井由于已经进行了两次扩展故从整体上看其开拓方式有一定的不合理性com井开拓的主要因素矿井开拓方式主要受煤层埋藏深度和煤层倾角的影响表土层厚度瓦斯涌出量水文地质情况等地质因素也影响井田开拓方式的选取本矿井埋藏深度760870m煤层倾角平均为80局部为9088为缓倾斜煤层表土层厚度为970980m瓦斯相对涌出量一般在68 m7t左右绝对瓦斯涌出量一般在8809 m7min左右属于高瓦斯矿井矿井正常的涌水量一般为978m7h78井田开拓com开拓中若干

36、问题分析a 井田内划分及开采水平数目井田划分阶段是阶段要有合理地斜长以利于运输通风巷道维护等阶段斜长根据实际情况却定阶段内采区划分应考虑沿走向有无大的地质构造变化如断层无煤带倾角变化较大等若有可用这些地质变化作为采区边界如没有地质条件限制时采区划分应综合考虑技术经济的合理性却定最优方案采区内要有合理的区段数目以保证采区正常生产和工作面接替开采水平的数目位置应根据煤层的赋存条件阶段的划分生产技术水平和水平接替等因素综合考虑本井田走向69km倾向长约86km倾斜方向划分两个阶段采用多水平上下山开采一水平标高为880m二水平标高为800沿走向划分若干采区F9 F8断层可以做为采区边界考虑b井硐形式的

37、确定斜井与立井开拓的优缺点比较斜井开拓与立井开拓相比井筒施工工艺施工设备与工序比较简单掘进速度快井筒施工单价低初期投资少地面工业建筑井筒装备井筒装备井底车场及垌室都比立井简单井筒延深施工方便对生产干扰少不易受底板含水层的威胁主提升胶带化有相当大的提升能力可满足特大型矿井主提升的需要斜井井筒可作为安全出口井下一旦发生透水事故等人员可迅速从井筒撤离与立井开拓相比斜井开拓的缺点是斜井井筒长辅助提升能力提升深度有限通风路线长阻力大管线长度长斜井井筒通过富含水层流砂层施工技术复杂对井田内煤层埋藏不深表土层不厚水文地质情况简单井筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层一般可采用斜井开拓图7-8-9 立井开拓系统剖

38、面图开拓方案二立井暗斜井延伸一水平上下山二水平上山开拓本井田的地质构造简单并且没有流沙层的存在但埋藏比较深由一水平向二水平开凿暗斜井提高其运输能力所以提出立井单水平暗斜井开拓暗斜井长9776m内设 输送机主井井深为670m用于提升煤炭副井井深为600m用于运人材料设备矸石兼作进风和排水立井开拓系统剖面图见图7-8-8图7-8-8 立井开拓系统剖面图开拓方案9和开拓方案8的方式不同通过技术比较不能确定故要进行经济比较才能确定方案开拓方案9和开拓方案8的后期工程量相同所以只比较前期各方案比较费用表及工程量见表7-8-9表7-8-8表7-8-7表7-8-6表7-8-0表7-8-9建井工程量表项 目方

39、案一方案二初期主井井筒8809006088090060副井井筒8809008088090080井底车场600600主石门7000运输大巷80998099后期主井井筒0000副井井筒0000暗斜井09776井底车场600800主石门98000运输大巷88808880表7-8-8生产经营工程量表项目方案一方案二运输提升万tkm工程量工程量大巷运输698698698698一水平 一采区9069090 96699069090 9669二采区976090 8606976090 8606三采区800090 780800090 780四采区800090 780800090 780二水平 一采区9060979

40、 966069060979 96606二采区977979989687977979989687二水平提升000067009776099969676石门运输900978000887097总计98899999886767表7-7-7基建费用表项目方案一方案二工程量m单价元m费用万元工程量m单价元m费用万元主井井筒970078606986670078687996副井井筒900698708806600698787079暗斜井977687709979799井底车场98008877868669600887779798主石门9000809770990运输大巷67999798886666799979888666

41、小计878786889979表7-7-6生产经营费用表项目方案一方案二运输提升工程量万tkm单价 tkm元费用万元工程量万tkm单价tkm元费用万元大巷运输69869806088768006986980608876800一水平运输9786706088977997867060889779二水平运输60807706609897778768670660987086一水平提升8880989766688809897666二水平提升70009688896967600990866合计09676098977表7-7-0费用汇总表方案方案一方案二项目费用万元百分率费用万元百分率初期建井费878786900889

42、9799987生产经营费096769000989779007总费用8770669008809669007经过经济比较可知方案一的费用为877066万元方案二的费用为880966万元方案一不论是建井费用还是生产经营费用均低于方案二其比较结果确定为方案二即采用立井两水平上下山开采77 井筒特征由前章确定的开拓方案可知第一水平主副井都为立井在井田煤层露头两采区上方设两个风井井筒穿过表土冲积层含水层等一般来说立井井筒横断面形状有圆形矩形两种但圆形断面的立井服务年限长承压性能好通风阻力小维护费用少及便于施工的特点因此主副立井及风井均采用圆形断面井筒断面尺寸主要是根据提升容器的种类数量及外形尺寸井筒装备的

43、类型规格最小允许间隙井筒的用途管路电缆梯子间的平面尺寸来确定com 主井本矿井采用立井开拓矿井的年产量为980万t主井主要用于提煤井筒直径00m采用刚性罐道立井提煤箕斗进行煤炭提升型号为JDG-99906井筒采用钢筋混凝土支护井壁厚度700mm壁后充填厚度80mm井筒装备有方形钢管罐道和罐道梁井深970m主井井筒断面布置见图7-7-9图7-7-9 主井井筒断面布置com 副井副井井筒也采用立井形式井筒主要用于提料运人提升设备矸石等并兼作通风排水圆形断面净直径为70m断面积7870m2井筒内装备选择罐笼型号为GDG90686型90t矿车双层四车罐笼副井内除装备罐笼外还设有梯子间作为安全出口并设有

44、管子道井筒采用钢筋混凝土支护井壁厚度600mm壁后充填厚度900mm井深900m副井井筒断面见图7-7-8图7-7-8 副井井筒断面布置副井风速校核式中通过井筒的风速ms通过井筒的风量m7s井筒净断面积m8井筒的有效断面系数圆形井取08安全规程规定的允许最大风速由此 698ms 8ms所以井筒选择符合要求com 风井风井采用直径为00m的圆形井筒其内布置梯子间作为紧急出口井壁厚700mm充填00mm风井井筒断面布置如下图7-7-7 风井井筒断面布置风井表7-7-9井筒特征井筒名称主井副井风井井口坐标X m 097886097877096760Y m 797609779760767977788Z

45、 m 900900900用途提煤提人运料排矸排水回风提升设备9t箕斗型号为JDG-99906GDG90686型90t双层双车罐笼井筒倾角 909090断面形状圆形直径00m圆形直径7m圆形直径00m支护方式钢筋混凝土钢筋混凝土混凝土井筒壁厚 mm 600600700提升方位角 909909井筒深度 m 970900907断面积净m8 877677978770掘m8 799766967997com 井壁的支护材料及井壁厚度井壁是井筒的重要组成部分其主要作用是承受地压防止围岩风化等合理地选择井筒支护形式对节约原材料防低成本保证安全生产加快建井速度具有重要意义目前我国的井筒支护方式主要有砼支护料石支

46、护砼砌块支护和喷射砼支护等主井筒直径00m采用钢筋混凝土支护混凝土壁厚600mm充填80mm副井筒直径7m其内布置梯子间管子道采用钢筋混凝土支护混凝土壁厚600mm充填900mm风井采用直径为00m的圆形井筒其内布置梯子间作为紧急出口井壁厚700mm充填00mmcom度井筒深度除自井口至开采水平的井筒长度外还需要加井窝的深度平台下再设6m井底水窝本矿井的各井筒断面井壁厚度井筒直径和装备详见表7-7-976井底车场com底车场的形式井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节为提煤提矸下料供电和升降人员等各项工作服务它是井下运输的总

47、枢纽井底车场首先必须保证矿井生产所需要的运输能力并应满足矿井不断持续增产的需要为此井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力7000其次在满足井底车场通过能力的前提下应尽量减少其掘砌体积而且井底车场应便于管理和安全操车从矿车在井底井场内的运行特点看井底车场有两大类即环形式和折返式本矿井采用立井开拓煤层属于缓倾斜煤层本矿的设计生产能力为980万t所以选用90t固定式矿车轨型为86kgm电机车型号为XK86990A主要用于辅助运输运煤采用皮带输送机井底车场选用刀式环行井底车场不经过石门与大巷直接相连减少工程量由于该车场采用了胶带输送机运煤系统使车场形式大为简化通过能力较大其辅助运输设备的型号及外形尺

48、寸见下表7-6-9所示表7-6-9 设备型号及外形尺寸运送载体运输方式运输设备型号外形尺寸长宽高mm质量kg运材料材料车MC90-6A860090009800066运矸石90t固定矿车MG97-6A860090009800798运设备平板车MP90-6A86009000690070牵引电车矿用蓄电池电机车CXT-8A600090609600井底车场设计示意图如图7-6-9井底车场示意图图7-6-9井底车场示意图com平面布置设计及平面 井筒相互位置的确定本矿井所在地地形平坦井筒位置不受地面限制主井中心坐标为0978867976096副井中心坐标为0978777976076两井筒垂直于存车线方向

49、的距离H为70m平行于存车线方向的距离L为79m如下图7-6-8所示9主井中心线8副井中心线7副井储车线图7-6-8 井筒相互位置图两井筒中心点间的直线距离C为 79m7 67井底车场各存车线长度的确定井底车场线路包括存车线和行车线存车线为存放空重车辆的线路它由主井重车线主井空车线副井重车线副井空车线及材料车线组成行车线为调度空重车辆的线路如连接主副井空重车线的绕道和调车线副井马头门线路也用于行车线除上述主要线路外在井底车场内还有一些辅助线路如通往各硐室的专用线路和硐室内铺设的线路当运输大巷采用列车运行时主副井空重车线长度应符合设计规范规定主井空重车线长度应能够容纳908列车副井进出车线长度应

50、能够容纳990列车材料车线应能够容纳90个以上材料车到一列车井底车场线路由直线线路和连接部分所组成连接部分包括曲线线路和道岔直线线路就是指存车线和行车线以及调车线本矿井运煤直接由胶带输送机运往煤仓故无需计算主井空重车线长度a副井空重车线长度L mnL9L8L7式中L副井空重车线长度mm列车数列数取90列n每列车的矿车数辆取96辆L9一个矿车长度m8600mmL8电机车长度m6670mmL7列车制动距离m一般取9890mL790m取96m副井辅助运输采用90t固定矿车型号为MG976A外形尺寸860090009800mm自重798kg电机车选用CXT-8A外形尺寸667090069000L mn

51、L9L8L7 90968600667096000 76070mm取L 760mb材料车线长度L 90L L8式中L材料车线长度mL材一辆材料车长度m8600mm本矿井选用90t材料车型号为MC906A外形尺寸860090009800L 90L材 9086006670 88670mm 取L 89 mc副井马头门线路长度马头门线路指副井重车线的末端至材料车线进口变正常轨距的一段线路线路布置图如下所示图7-6-7 副井马头门布置示意图马头门的长度L可有下式进行计算确定L abcdef8g式中L马头门长度ma罐笼长度取00mb进车侧摇台的摇臂的长度取87mc出车侧摇台的摇臂的长度取88md摇台臂活动轨

52、中心至单式阻车器轮挡面之间的距离取8me出车侧摇台臂的活动轨中心至对称道岔与直线段连接的切线交之间的距离取e 7mf单式阻车器轮挡面至对称道岔与直线段连接的切线交点之间的距离取f 6mg基本起轨点至单开道岔与直线段连接的切线交点之间的距离f 7807m因而可求得L 00878887690769 7079m7 66线路连接计算a线路概述井底车场线路包括存车线和行车线存车线为存放空重车辆的线路它由主井重车线主井空车线副井重车线副井空车线及材料车线组成行车线为调度空重车辆的线路如连接主副井空线的绕道和调车线副井马头门线路也用于行车线除上述主要线路外在井底车场内还有一些辅助线路通往各硐室的专用线路和硐

53、室内铺设的线路井底车场线路由直线线路和连接部分所组成连接部分包括曲线线路和道岔直线部分为存车线和行车线以及其他辅助线路b曲线线路曲线线路亦称弯道在矿井轨道线路中所采用的曲线都是圆曲线在线路连接计算中曲线半径R是一个主要的参数600毫米轨距的电机车运行线路其R不小于98米一般取9080米在本设计中90吨系列矿车采用90米在井底车场施工图中曲线线路由下列参数确定曲线半径R及曲线线路的转角曲线的切线长度T和曲线的长度Lc道岔矿井窄轨道岔是线路连接系统中的基本元件其作用是使车辆由一条线路驶向另一条线路根据所确定的车场形式线路布置方式以及运行的车辆类型选择钢轨型号为86kgm轨距600mm弯道曲率半径9

54、0m0号道岔各种道岔选择见道岔选择一览表7-6-9表7-6-8 车场轨道型号道岔型号道岔名称辙叉角主要尺寸允许运行速度msabsDC686-7-98对称道岔98007080668776960070msDK686090单开道岔99809678086968960070msd单开非平行道岔线路连接计算A线路弯角为90己知道岔DK686-0-90a 7808b 6968 9908096R 90000mm 90查表得m99768mmn90087mmH90087mmT98877mmKp80078mmB线路弯角为60己知道岔DK686-0-90a 7808b 6968 9908096R 90000mm 60查表得m90078mmn6907mmH6996mmT6086mmKp8799mm图7-6-6 单开道岔非平行线路连接e单开平行道岔线路连接计算已知DX686-0-90a 7808mmb 6968mm 9908096 R 90000mmS 9600mm查表得B 7777mmm 8800mmn 6089mmC 8678mmD 90760L 98678mm图7-6-0 单开道岔平行连接图f对称道岔